reformovanie

Reformácia je proces, ktorý spočíva v premene uhľovodíkov s jednoduchými reťazcami na uhľovodíky s rozvetvenými reťazcami alebo kruhmi. Ide o reakciu, ktorá je zvyčajne zameraná na výrobu paliva s vysokým oktánovým číslom z ľahkých frakcií ropy alebo produktov krakovania. Medzi týmito produktmi môžeme rozlíšiť motorové benzíny a uhľovodíky obsahujúce aromatické kruhy; zvyčajne je to BTX, čo je zmes benzénu, toluénu a xylénov. Reformovanie benzínu zahŕňa mnoho špeciálnych reakcií: dehydrogenáciu nafténov, dehydrocyklizáciu parafínov, hydrodealkyláciu alkylaromatických uhľovodíkov, hydrokrakovanie a izomerizáciu parafínu. Proces reformovania dodáva vhodné zložky potrebné na zloženie palív. Súčasne tento proces produkuje plynný vodík, ktorý je cenným činidlom počas hydroprocesov, ako je hydrorafinácia alebo hydrokrakovanie.

Publikovaný: 23-11-2022

Oktánové číslo

Ukazovateľ, ktorý definuje protidetonačné vlastnosti paliva používaného na pohon spaľovacích motorov so zážihovým zapaľovaním, sa nazýva oktánové číslo. V praxi ide o konvenčne stanovený odpor paliva voči klepaniu motora, ktorý zahŕňa prudký nárast rýchlosti horenia. Oktánové číslo sa vypočíta porovnaním. Odolnosť testovaného paliva proti detonačnému horeniu sa porovnáva s odolnosťou štandardných zmesí, ktoré obsahujú n-heptán a izooktán. Do určitej miery je to akási stupnica kvality paliva. Izooktán odráža najlepšie triedy, teda palivá s najžiadanejším spaľovaním, preto má oktánové číslo 100. Takú vysokú rýchlosť majú len palivá so 100%obsahom izooktánu, prípadne ekvivalentné zmesi. Na druhej strane n-heptán je opačný bod na stupnici, takže zmes aj zmesi, ktoré sú z hľadiska spaľovania identické, majú oktánové číslo rovné 0. Skvelým príkladom sú najobľúbenejšie palivá, ktoré môžeme nájsť na čerpacích staniciach. Palivo označené ako Pb97 nie je nič iné ako zmes obsahujúca 97 %izooktánu a 3 %n-heptánu. Môžu to byť aj iné zlúčeniny, ale vždy musia zodpovedať tým uhľovodíkom, pokiaľ ide o ľahkosť spaľovania a zachovať rovnaké pomery v zmesi. Podobne benzín s indexom 95 obsahuje 95 %izooktánu a 5 %n-heptánu (alebo podobnej látky). Preto sa nazýva 95-oktánový alebo 98-oktánový benzín.

História reformy

Od 30. rokov 20. storočia sa v priemysle uplatňujú reformné postupy. Pre získanie kvalitnejšieho benzínu a aromatických zlúčenín sa reformovanie vykonávalo pri veľmi vysokých teplotách (510–590 o C) a tlaku 5–7 MPa. Súčasne sa vyvíjala metóda využívajúca katalyzátory. V Nemecku vyvinuli cyklicky regenerovaný katalyzátor s pevným lôžkom vo forme oxidu molybdénu nastaveného na oxid hlinitý (MoO 3 /Al 2 O 3 ). V USA použili neregenerovaný platinový katalyzátor s pevným lôžkom nastavený na oxid hlinitý (Pt/Al 2 O 3 ). Od roku 1952 jeho úlohu v USA prebral nový katalyzátor s pevným lôžkom: platina na hliníkosilikátovom nosiči (Pt/SiO 2 •Al 2 O 3 ), ktorý predčil svojho predchodcu možnosťou periodickej regenerácie. V roku 1955 prvýkrát použili úplne nové prístupy, ktoré zahŕňali mobilnú fázu katalyzátora Cr 2 O 3 /Al 2 O 3 , ktorý bol podrobený kontinuálnej regenerácii, a katalyzátor MoO 3 /Al 2 O 3 vo fluidnom systémom aj s kontinuálnou regeneráciou. V nasledujúcich rokoch boli vyvinuté súvisiace reformovacie metódy, ktoré zahŕňali nové bimetalické polymetalické katalyzátory aplikované na nosiče. Patria sem najmä Pt-Re, Pt-Ir a Pt-Sn. Len takéto kombinácie zabezpečili požadovanú stabilitu a selektivitu procesu.

Suroviny používané pri reformovaní

Priame suroviny v reformovacích procesoch sú nízkooktánové chemické zlúčeniny získané destiláciou ťažkého benzínu a iných surovín s bodmi varu od 60 do 190 o C. Vzhľadom na obmedzenia týkajúce sa obsahu benzénu v benzínoch sa aplikovaná surovina materiál by nemal vykazovať prítomnosť prekurzorov benzénu, ako je naftén C6 . To znamená, že bod varu príslušnej suroviny by nemal byť nižší ako 85 ° C, ak je cieľom vyrobiť potenciálne palivové kompozity. Medzi najžiadanejšie vlastnosti surovín patrí aj obsah aromatických uhľovodíkov nižší ako 20 %(v/v) a súhrnná hodnota nafténov a aróm vyššia ako 60 %(v/v).

Proces reformy

Najdôležitejšie parametre potrebné na spustenie procesu reformovania sú vysoká teplota a tlak. V súčasnosti medzi najčastejšie používané podmienky patrí teplota 480–550 o C a tlak 0,7–3 MPa plynu bohatého na vodík a použitie katalyzátorov. Tieto zvyčajne obsahujú 0,3–0,37 %m/m platiny, ako aj malé množstvá rénia, irídia alebo germánia, čo sú takzvané bimetalické/polymetalické katalyzátory. Benzínové a petrolejové frakcie, ktorých bod varu je nižší ako 190 ° C, sa zvyčajne podrobujú predbežnej hydrorafinácii, ktorá umožňuje odstránenie akýchkoľvek zlúčenín, ktoré spôsobujú deaktiváciu katalyzátorov. Vysoké procesné teploty a súčasné špecializované katalyzátory iniciujú izomerizáciu jednoduchých alifatických uhľovodíkových reťazcov na rozvetvené aromatické štruktúry. Izomerizácia zahŕňa dehydratáciu uhľovodíka prítomného v surovine, po ktorej nasleduje jeho chemisorpcia na kovových centrách. To vedie k tvorbe nafténového uhľovodíka, z ktorého sa oddeľuje vodík, s premenou na vhodný aromatický uhľovodík, ktorý podlieha cyklizácii. Parafíny prítomné v surovine môžu podliehať pomalému hydrokrakovaniu, zatiaľ čo olefíny (nežiaduce pri vysokých koncentráciách) sa hydroizomerizáciou transformujú na izoparafíny. Z tejto formy môžu nastať následné cyklizácie. Naftény existujú vo forme cyklopentánov a cyklohexánov v množstve 18 – 50 %, pričom prvé prevažujú. Posledné zlúčeniny podliehajú dehydratácii za vzniku aróm. Ako pri väčšine reakcií, ktoré sa vyskytujú počas reformovania, ide o endotermický a reverzibilný proces. Cyklopentány podliehajú úplnej dehydrocyklizácii s produkciou aróm. Dehydrocyklizácia alkylpentánov je viacstupňový proces, ktorý zahŕňa: dehydrogenáciu na cykloolefíny, izomerizáciu z päť- až šesťsegmentových cykloolefínov, hydrogenáciu na naftény a dehydrogenáciu na aromatické uhľovodíky. Príkladom takéhoto cyklu premien môže byť reťazec al. metylcyklopentán – metylcyklopentán – cyklohexén – cyklohexán – benzén. Pretože všetky procesy (okrem izomerizácie) uskutočňované počas reformovania sú endotermické, zvýšená teplota a nízky tlak priaznivo ovplyvňujú tento postup. Aby sa zabránilo usadzovaniu reformovacieho koksu na katalyzátore a tým jeho deaktivácii, používa sa zvýšený tlak vodíka.

Produkty reformy

Medzi bezprostredné produkty reformovania patrí surový reformát, ktorého oktánové číslo rastie na cca. 90 vzhľadom na surovinu, ako aj skvapalnený ropný plyn a vodík. Pre zlepšenie kvality reformátu sa čistí premývaním rozpúšťadlom, čo vedie k tvorbe surového benzínu. To je zase obohatené pridaním vhodných komponentov. Zdroje: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/reforming;3966646.html https://www.naukowiec.org/wiedza/chemia/reforming-izomeryzacja-_1190.html Z. Sarbak „Reforming katalityczny”


Komentáre
Zapojte sa do diskusie
Neexistujú žiadne komentáre
Posúdiť užitočnosť informácií
- (žiadny)
Vaše hodnotenie

Preskúmajte svet chémie s PCC Group!

Našu akadémiu vytvárame na základe potrieb našich používateľov. Študujeme ich preferencie a analyzujeme kľúčové slová z chémie, pomocou ktorých hľadajú informácie na internete. Na základe týchto údajov publikujeme informácie a články o širokej škále problémov, ktoré zaraďujeme do rôznych kategórií chémie. Hľadáte odpovede na otázky týkajúce sa organickej alebo anorganickej chémie? Alebo sa možno chcete dozvedieť viac o organokovovej chémii alebo analytickej chémii? Pozrite sa, čo sme pre vás pripravili! Buďte informovaní o najnovších správach od PCC Group Chemical Academy!
Kariéra v PCC

Nájdite si svoje miesto v skupine PCC. Získajte informácie o našej ponuke a pokračujte v rozvoji s nami.

Stáže

Neplatené letné stáže pre študentov a absolventov všetkých kurzov.

Stránka bola strojovo preložená. Otvorte pôvodnú stránku